Odporna na zużycie płyta ze stopu GH4049 to odporna na zużycie płyta ze stopu na bazie Ni-CR-Co, podobna do składu stopu „R929” Związku Radzieckiego, jest jedną z najwcześniej opracowanych z powodzeniem odpornych na zużycie płyt stopowych w Chinach. Odporna na zużycie płyta ze stopu GH4049 jest szeroko stosowana w produkcji łopatek turbin pracujących w temperaturze 900 stopni ze względu na dobrą stabilność mikrostruktury w wysokich temperaturach i doskonałą wszechstronną wydajność w wysokich temperaturach. Jednakże stop GH4049 jest typową płytą odporną na zużycie ze stopu ogniotrwałego, o zawartości Al i Ti sięgającej 5,1% ~ 6,3%, słabej ciągliwości i dużych trudnościach w kuciu. W procesie kucia ostrza na powierzchni często pojawiają się lokalne defekty grubych kryształów, a problem grubych kryształów na środkowej tylnej powierzchni jest najbardziej widoczny, który przez długi czas nie był dobrze rozwiązany. Stało się to jednym z problemów nękających producentów ostrzy.
Wielkość ziarna jest ważnym parametrem struktury trudnościeralnej blachy stopowej, który jest ściśle powiązany z technologią obróbki materiału i ma duży wpływ na właściwości mechaniczne odkuwek. Aby uzyskać wysoką wytrzymałość trwałą i właściwości pełzania ostrzy płytowych ze stopów trudnościeralnych, konieczne jest posiadanie jednolitej i lekko gruboziarnistej struktury ziaren. Jednakże kształt odkuwki ostrza jest złożony, profil korpusu ostrza jest cienki, metal nie jest łatwy do płynięcia w środku procesu kucia i łatwo jest wpaść w krytyczną strefę odkształcenia, tworząc lokalną grubą powierzchnię kryształ. Krytyczne odkształcenie jest główną przyczyną lokalnego gruboziarnistego kryształu w kuciu płytowym ze stopu odpornego na zużycie, dlatego bardzo ważne jest takie rozmieszczenie odkształcenia, aby uniknąć krytycznej strefy odkształcenia w procesie kucia ostrza blachy odpornej na zużycie stopu. Zbadano wpływ rozkładu odkształcenia wstępnego i końcowego odkształcenia od kucia na ewolucję struktury ziaren stopu GH4049 w celu zapewnienia teoretycznych i doświadczalnych podstaw zapobiegania i eliminowania lokalnego gruboziarnistego kryształu na powierzchni odkuwek łopatek stopu GH4049 w produkcji .
Materiałem testowym był pręt walcowany na gorąco ze stopu Φ28 mm GH4049, a jego pierwotna struktura była strukturą równoosiową. Wielkość ziaren dzieli się z grubsza na dwie kategorie, około 40 μm i około 10 μm ziarna stanowią 1/2.
Sekwencja kucia wstępnego i końcowego w procesie kucia ostrza ze stopu GH4049 obejmuje rozkład odkształcenia. Badacze zaprojektowali dwa testy kucia ogniowego przed kuciem i kuciem końcowym, łącznie w 8 grupach. Rozkład odkształceń wstępnych wynosi 15%, 15%, 15%, 25%, 25%, 25%, 35% i 35%; Ostateczne odkształcenie odkuwki rozkłada się na 25%, 35%, 45%, 25%, 35%, 45%, 25% i 45%.
Rozmiar kęsa wynosi Φ28mm×35mm, a ogrzewanie odbywa się segmentowo. Kęsy wstępnie ogrzano w piecu oporowym w temperaturze 825 stopni, a czas przetrzymywania obliczono na 0,8 min/mm. Następnie kęsy nagrzano do temperatury kucia w ciągu 10min i utrzymywano w cieple, a czas przetrzymywania obliczono na 0,6min/mm, przy czym temperatura przed kuciem wynosiła 1170 stopni, a końcowa temperatura kucia wynosiła 1175 stopni.
Urządzeniem do kucia jest dwutarczowa prasa cierna J53-300, która jest ściskana wzdłuż promieniowego kierunku próbki, a podkładka ograniczająca służy do kontrolowania odkształcenia półwyrobu. Przed kuciem moduły płytowe górny i dolny są podgrzewane do temperatury około 300 stopni C przy użyciu wstępnie nagrzanych bloków stalowych. Kęs nie jest pokryty smarem, w celu wyeliminowania wpływu tlenku na kolejne odkuwanie, tlenek na powierzchni wlewka po wstępnym kuciu jest polerowany w szlifierce.
System obróbki cieplnej przyjęty po kuciu to: 1200 stopni × 2h/AC+1050 stopni × 4h/AC+950 stopni × 2h/AC. Próbki metalograficzne obserwowano i fotografowano za pomocą mikroskopu poziomego Olympus-PMG3. Wielkość ziaren mierzono metodą poprzeczną. Wyniki testu są następujące:
(1) Rozkład odkształceń wstępnych i końcowych ma istotny wpływ na strukturę ziaren stopu GH4049. Gdy odkształcenie wstępne przed kuciem jest niewielkie, mikrostruktura stopu po ostatecznym odkształceniu przez kucie bardzo łatwo ujawnia się jako gruboziarnisty kryształ i niejednorodność ziarna.
(2) Stopowi GH4049 łatwo jest uzyskać jednolitą strukturę ziaren po dużym odkształceniu wstępnym i rozsądnym odkształceniu końcowym, dlatego zaleca się, aby odkształcenie wstępne powinno wynosić około 35%, a końcowe odkształcenie odkuwcze powinno być większe niż 25%.
